专题20 现代生物科技专题-2021届广东高三生物模拟试卷分类汇编（4月刊）

22. (广东省六校联盟2020-2021学年高三2月第三次联考生物试题)构筑新冠病毒防线需要两种措施：一种是新冠病毒的检测，以阻断传播途径；另一种是新冠疫苗的研制，以增强人体免疫力。新冠病毒是RNA病毒，病毒的S蛋白（刺突蛋白）是决定病毒入侵易感细胞的关键蛋白，可与宿主细胞的病毒受体结合。请结合已学知识，回答下列问题。Ⅰ 新冠病毒的检测：检测方法有免疫学检测和核酸检测。 （1）免疫学检测，以S蛋白作为抗原制备单克隆抗体生产快速检测新冠病毒的试剂盒。单克隆抗体制备过程中需要对培养细胞进行筛选，第一次筛选的目的是得到杂交瘤细胞，该细胞的特点是 _______________________________。然后还需进行 ___________________ ，经过多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。 （2）核酸检测是新冠病毒感染的确诊依据。目前采用RT-PCR技术（逆转录荧光PCR技术）得到检测片段，该过程中以cDNA为模板经过_______________________三步循环扩增得到多个DNA片段。 Ⅱ 新冠疫苗的研制：下表为两种针对新冠病毒的疫苗研发方法： 方法 技术路线 基因工程疫苗 S蛋白基因→基因表达载体→大肠杆菌→S蛋白→人体 腺病毒载体重组疫苗 S蛋白基因→腺病毒基因表达载体→人体 （3）基因工程疫苗研制过程中，目的基因进入受体细胞内并且 _____________________，则说明目的基因完成了转化，从分子水平的角度可用__________________法检测。 （4）与基因工程疫苗相比，腺病毒载体重组疫苗的优点体现在 ____________________。缺点是腺病毒载体本身会降低新冠疫苗的作用。 【答案】 (1). 既能迅速大量繁殖（无限增值），又能产生（专一）抗体 (2). 克隆化培养和抗体检测 (3). 变性、复性、延伸（或DNA解链、引物结合到互补DNA链、Taq酶从引物起始进行互补链的合成） (4). （在受体细胞（大肠杆菌）内）稳定存在和表达（出基因产物或S蛋白） (5). （DNA分子杂交、分子杂交）抗原-抗体杂交 (6). 能持续表达抗原，免疫应答更持久（或持续表达抗原，免疫效果可靠；或易于贮存和运输，使用方便；或容易大量生产，成本低） 【解析】 【分析】 1、单克隆抗体的制备：（1）制备产生特异性抗体的B淋巴细胞：向免疫小鼠体内注射特定的抗原，然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞；（2）获得杂交瘤细胞①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合；②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体；（3）克隆化培养和抗体检测；（4）将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖；（5）提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。 2、（1）PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链；（2）PCR反应过程是：变性→复性→延伸。 3、基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 【详解】Ⅰ（1）生产快速检测新冠病毒的试剂盒，应以新型冠状病毒S蛋白作为抗原利用单克隆抗体制备获得。单克隆抗体制备过程中需要对培养细胞进行筛选，第一次筛选的目的是得到既能迅速大量繁殖（无限增殖），又能产生专一抗体的杂交瘤细胞；然后还需进行第二次筛选是对杂交瘤细胞进行克隆化培养和（专一）抗体检测，经过多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 （2）以新冠病毒的RNA逆转录合成cDNA，再以cDNA为模板进行PCR扩增，经过变性（DNA解链）→复性（引物结合到互补DNA链）→延伸（Taq酶从引物起始进行互补链的合成）三步循环扩增得到多个DNA片段。 Ⅱ （3）基因工程疫苗研制过程中，目的基因（S蛋白基因）进入受体细胞内后，需要确保目的基因（S蛋白基因）在受体细胞（大肠杆菌）内稳定存在和表达（表达出基因产物或S蛋白）。若目的基因成功表达出了基因产物，则说明目的基因完成了转化。由于目的基因能表达出相关蛋白质（S蛋白基因表达出新冠病毒的S蛋白），因此可以用抗原-抗体杂交法进行检查。 （4）抗原蛋白基因在宿主细胞内能持续表达，使腺病毒载体重组疫苗一次接种即可获得长期免疫力，无需反复多次加强免疫，与基因工程疫苗相比，腺病毒载体重组疫苗的优点体现在能持续表达抗原